farmacogenètica i medicació antipsicòtica · 2011. 3. 11. · farmacogenetica efectos...

Farmacogenètica i medicació antipsicòtica

Dpt. Anatomia Patológica, Farmacología y MicrobiologiaFacultad de Medicina

Universidad de Barcelona

Centro Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBER-SAM)Servicio Psiquiatría, Hospital Clínico y Provincial de Barcelona

Dra Amàlia Lafuente Fló

SÍNTOMAS POSITIVOS

VÍA MESOLÍMBICA

BLOQUEO D2

EPS

VÍA NIGROESTRIATAL

BLOQUEO D2 >80%

MecanismoAcción

Antipsicóticos

60-65%

Tipos de efectos adversos de AP

AP Típicos

0

10

20

30

40

50

60

70

80

EPSHiperprolac

Obesidad

DiabetesHiperlip

Sedación

Cardiov

%

50-75%

35-45%

0-3% 0-3% 0-3% 0-3%

1-15%

AP Atípicos

0

10

20

30

40

50

60

70

80

EPSHiperprolaObesid

adDiabetes

H iperlipSedació

nCard

iov

% 3-30% 15-30%

7-40%

2-20% 2-20% 5-20% 3-20%

EPS inducidos por los AP

54%24%

18%

2%

2%

BradicinesiaDistoníaRigidezTemblorDiscinesia

Receptor Haloperidol Risperidona Clozapina

D2 1.4 2.2 130

5-HT2A

5-HT1A

120

3600

0.29

210

8.9

140

Afinidad fármacos antipsicóticos por los receptores (Ki )

(Ki , constante de inhibición nM)

OCUPACIÓN RECEPTORES D2 ESTRIATALES

N=6

N=6

N=6

N=12

N=5

N=3

N=4

0 20 40 60 80 100

% Ocupación receptor D2

Haloperidol, 13 mg/d

Risperidona, 8 mg/d

Zotepina, 225 mg/d

Risperidona, 3 mg/d

Quetiapina, 600 mg/d

Clozapina, 475 mg/d

Olanzapina, 18 mg/d

88

75

73

73

64

26

26EPS

Farmacogenética : herramienta predictiva

manejo Eficaz y seguro de

fármacos

Risperidona

Olanzapina

Ziprasidona

Amisulpiride

seguro

FARMACOGENETICA EFECTOS EXTRAPIRAMIDALES PRODUCIDOS POR ANTIPSICÓTICOS

Farmacogenética:

Estudios de asociacióncasos y controles

Genes candidatosCredibilidad biológica/patogénica

Genome Wide Association GWAsSNPs-- marcadores (Tagg SNPs)en todo genoma

Copy Number Variation

Exploración

CANDIDATE GENESSTRATEGIES FOR SNPs SELECTION

HapMap

Candidate Gens/Biological credibility

Linkage Desequilibrium LD

Rápida exploraciónzonas amplias genes

Individual Selection

Candidate Gens/Biological credibility

Functionality

Frequency

Previous Literature

Lenta exploraciónde polimorfismos puntuales

DA

AP

DRD2DRD3

CYP2D6

CYP1A2

CITOCROMO

COMT

ECA

Credibilidad biológica de genes candidatos

Subst PMAOB

DAT

TÉCNICAMENTE ES MAS DIFICIL OBTENER UN FENOTIPO DE CALIDAD (homogéneo)

QUE UN GENOTIPO

ESTUDIOS ASOCIACIÓN CASOS Y CONTROLES

Genotipo Predefinido como riesgo

Fenotipo :Efecto adverso o resistencia tratamiento

Homogeneidad tratamientos farmacológicos

Homogeneidad hábitos tóxicos

EPS NO EPS

Limitaciones de los Estudios de Farmacogenética

Reclutamiento

Clinical antipsychotic Trials of Intervention Effectiveness (CATIE trial)

Phase I; n=1460 patients randomly assigned to doble blind treatment

n=641 DNA

Ethnic variabilityDrug and dosage

variability

Phenotype variability

29% África

59% Caucásicos

12% Otros

mg/day NOlanzapine 7.5-30 141Pherphenazine 8-32 112

Quetiapine 200-800 140Risperidone 1.5-6 142

Ziprasidone 40-160 106

Working memory

Letter/Number sequencing

FAS change

Categories

Digit symbol

WCST

Mazes

Verbal

PC1

PANSS

Weight gain

Discontinuation

Porqué es crítica n?

Polimorfismo DATG248T

Genotipo riesgo TT 1% población

Olanzapina n 141Respondedores 100No respondedores 40

Seran n insuficientes

Cases(EPS)

N 80

Sex (M/F) 43/37

Age 32.4±13†

Diagnosis

Schizophrenia and related disorders‡ 51/80

Bipolar Disorders 22/79

Other Diagnoses§ 7/79

† p=0.01 ‡ Related disorders include schizoaffective disorders, acute psychotic disorders, delusional (paranoid) disorder, schizotypal disorder. § Other diagnoses include personality disorder, psychotic depression, behavior disorder, mild cognitive impairment, and obsessive-compulsive disorder.

Controls(No EPS)

188

104/84

37.6±16

145/188

20/188

23/188

Diversidad AP Casos (n=79) Controles (n=188)

Risperidona 47 (60%) 83 (44%)Haloperidol 13 (16%) 9 (4%)Clozapina 1 (1%) 24 (12%)Amisulpride 3 (3%) 1 (0.5%)Olanzapina 3 (3%) 32 (16%)Zuclopentixol 5 (6%) 1 (0.5%)Ziprasidona 4 (5%) 10 (5%)Quetiapina 1 (1%) 24 (12%)LAIR 1 (1%) 1 (0.5%)Trifluoperazina 0 (0%) 1 (0.5%)

B) EPS No EPSLow Dose 149.1 +45 (n=11;

14%)162.7+48 (n=58;

31%))Medium Dose 295.7+30 (n=36;

47%)290.7 +33 (n=69;

37%)High Dose 564.3+158 (n=29;

38%)547.1+147 (n=57;

30%)Total 2 377.0+185 (n=76) 329.8+178 (n=184)Missing3 5 5

Correcciones: Cálculo Equivalentes de Clorpromacina

HOMOGENEIDAD DE DOSIS

Clorpromacine equivalents calculation

OR CI P

Medium 3.1 1.4-6.8 0.004

High 2.9 1.3-6.6 0.009

AP potenciaAP-EPS

Casos (n=79) Controles (n=188)

Risperidona 2 47 (60%) 83 (44%)Haloperidol 3 13 (16%) 9 (4%)Clozapina 1 1 (1%) 24 (12%)Amisulpride 2 3 (3%) 1 (0.5%)Olanzapina 1 3 (3%) 32 (16%)Zuclopentixol 2 5 (6%) 1 (0.5%)Ziprasidona 1 4 (5%) 10 (5%)Quetiapina 1 1 (1%) 24 (12%)LAIR 2 1 (1%) 1 (0.5%)Trifluoperazina 3 0 (0%) 1 (0.5%)

Distribución en casos y controles de los distintos AP usados y sus potencias AP-EPS

Potencia-EPS1 BAJA2 MEDIA3 ALTA

C) AP-EPS-Potency_________________________________________________________________________________________

EPS n=79n/N (%)

No EPS n=188 n/N (%)

OR CI p

Low 9/78 (11.5) 90/186 (48.4)

Medium 56/78 (71.7) 86/186 (46.2) 6.4 2.9-13.7 0.000

High 13/78 (16.6) 10/186 (5.3) 13 4.4-37.9 0.000

REGRESIÓN LOGÍSTICA

Variable principal genotipo de riesgo

AJUSTANDO por co-variables

Que puedan influir en el estatus fenotipo

Estudios de AsociaciónEstadistica

CORRECCIONES cuando se estudia más de un

Polimorfismo (“multiple testing”):

•Bonferroni p=0,05 / nº SNPs

•Permutaciones

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

OR

EPS

DRD2 Taq

IADRD2 T

aqIB

DRD2 141

C Ins/D

elDRD3 S

erGly

COMT G15

8ACOMT -2

78A/G

DAT*9

DAT*10

DAT -67

A/TMAOB A6

44G

MAOA*3RMAOA*4R

MAOA 941T

>GACE I

/DCYP2

D6*3

CYP2D6*

4CYP2

D6*6

CYP2D6 P

M

* * *Psychiatry Res., 2007

CEPP, 2008

Schizophrenia Res., 2007

Psychiatry Res., 2009

<2008

Resultats EPS

Lafuente et al., Psychiatry Research 2008

HH LH LL L Allele

25

54,8

20,2

47,6

38,845

16,2

38,7

0

10

20

30

40

50

60

%

COMT G158A

CasesControls

Ajustado por edad, potencia AP y dosis APAA AG GG COMTG

37,843,1

19,1

40,646,3

36,2

17,5

35,6

05

101520253035

40

4550

%

COMT A-278G

CasesControls

COMTG158A OR CI P

COMTLL 0.4 0.2-1.3 0.1

COMTLH 0.4 0.2-0.9 0.044

COMTL Allele 0.6 0.4-1 0.07

COMTA-278G OR CI P

GG 0.9 0.4-2.1 0.8

AG 0.6 0.3-1.3 0.2

G Allele 0.8 0.6-1.3 0.5

OR IC pCOMTHL

COMTLL

Alelo L

0.71

0.9

0.3-1.90.3-3.30.5-1.7

0.90.50.9

OR IC pCOMTHL

COMTLL

Alelo L

0.20.090.3

0-1.30-0.6

0.1-0.8

0.10.010.01

HH LH LL L Allele

19

56

25

46

21

48

31

45

0

10

20

30

40

50

60

%

COMT G158A Schizophrenia

Cases N=51Controls N=145

Esquizofrenia

Ajustado por edad, potencia AP y dosis AP

HH LH LL L Allele

3545

55 57

9

36

2027

0

10

20

30

40

50

60

%

COMT G158A Bipolar Disorder

Cases N=22Controls N=20

Trastorno Bipolar

Lafuente et al., Psychiatry Research 2008

COMT haplotypes frequency and haplotype specific p-values.

COMT alleles All Schizophrenia Bipolar Disorders

A-278G G158A No-EPS EPS P1 No-EPS EPS P1 No-EPS EPS P1

A G 39.3 48.3 0.042 40.3 46.5 0.23 31.1 53.7 0.033

A A 19.7 15.9 0.29 19.8 21.0 0.78 18.9 1.1 0.0064

G G 13.1 12.2 0.77 13.3 8.5 0.16 11.4 22.5 0.18

G A 27.9 23.6 0.29 24.0 24.0 0.57 38.6 22.7 0.09

1Haplotype-specific P-values 2permuted P-value 0.12 3permuted P-value 0.09 4permuted P-value 0.01

Credibilidad Biológica

DA

AP

COMT

DA

AP

COMT

ESQUIZOFRENIA TRANSTORNO BIPOLAR

CYP2D8 CYP2D7

5.1 Kb (CYP2D6 *3, *4, *6)

CYP2D6*5 (Delección gen)

CYP2D6

PM: 4 polimorfismos

PM: Afectación 2 alelos

*1/*6 5.42 1.13-18.00 0.0000001 0.003

*4/*4 4.13 1.01-16.00 0.0000004 0.01

CYP2D6 OR CI p p†

Crescenti et al., Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology 2008

*1/*1 *1/*3 *1/*4 *1/*5 *1/*6 *3/*4 *4/*4 *4/*5 *4/*6

57

3

32

2 1 1 2 1 1

65

1

19

0 30

11

0 0

0

10

20

30

40

50

60

70

%

CYP2D6 Genotypes

CasesControls


EMIM

PM

57

38

4

64

24

110

10

20

30

40

50

60

70

%

CYP2D6 Phenotypes

CasesControls

EM

IM 0.64 0.61-1.20 0.1

PM 2.91 0.93-9.15 0.07

CYP2D6 OR CI p



CYP2D6 phenotypes

AP CYP2D6Risperidona ++Haloperidol ++Clozapina +Amisulpride -?Olanzapina +Zuclopentixol +Ziprasidona -Quetiapina +LAIR +Trifluoperazina -?

++: CYP2D6 es el enzima principal en el metabolismo;

+: CYP2D6 participa en el metabolismo;

-: AP metabolizado por otros enzimas distintos a CYP2D6;

?: metabolismo desconocido

La Farmacogenética en la práctica clínica

Perphe

nazin

a

Olanza

pina

Zuclop

enthi

xol

Ariprip

azol

Halope

ridol

PMIM

EMUM0

50

100

150

200

Dos

is m

g/di

a

CYP2D6

Ingelman-Sundberg, Pharmacogenomics J., 2004

CANDIDATE GENESSTRATEGIES FOR SNPs SELECTION

HapMap

Candidate Gens

Linkage Desequilibrium LD

Rápida exploraciónzonas amplias genes

Individual Selection

Candidate Gens

Functionality

Frequency

Previous Literature

Lenta exploraciónde polimorfismos puntuales

ACE COMT DAT DRD2 DRD3 MAOA MAOB

rs4459609rs4316rs4343

rs4461142rs4267385

rs737864rs4818

rs4646316rs9332377rs165849rs2518823rs887199rs2239395

rs4975636rs27072

rs11564772rs6347

rs27048rs37022

rs2975292rs2735917rs11564758rs10052016rs460700rs420422rs2550956rs3756450

rs12422191rs2234689rs2734841rs1124491rs2440390rs17115583rs11214606rs17529477rs4245147rs7131056rs11214613rs12364283rs10891556

rs4646996rs3773679rs3773678rs2630349rs167771rs167770

rs11706283rs16822416

rs6280rs324026

rs1800828rs9813633

rs5906957rs3027392

rs6323rs5905859rs3027401

rs12843533rs6609257rs3027415

rs1799836rs3027448rs3027450rs2311013rs6651806rs12851487rs5905512rs1181252rs1183035

htSNPs and haplotypes

2008

2008

Gasso et al., Pharmacogenomics J 2009

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

-log(

p)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

-log(

p)

htSNPs and haplotypes in EPS study

All antipsychotics Risperidone treated group

0.05

0.0007

P DISTRIBUTION (-log)

0,05

rs167771

* *

*

* *

2009

DRD3

Gasso et al., Eur Neuropsychopharmacol. 2010haplotipos

Table 2. DRD3 dbSNPs detected after resequencing, and allele frequency andassociation analysis was performed.

ID SNPsAlleles Cases Controls OR (95% CI) p-value a, b

rs9828046 A/G 0.61 0.59 1.2 (0.4-5.2) 0.26

rs2134655 C/T 0.26 0.26 1.0 (1.0-1.0) 0.61

rs3732783 A/G 0.07 0.06 1.3 (0.1-4.1) 0.07

rs6280 T/C 0.67 0.65 1.4 (0.4-3.3) 0.67

rs324026 T/C 0.66 0.63 1.2 (0.3-6.4) 0.77

OR, odds ratio; CI, 95% Confidence IntervalaUnderlined allele is the associated allelebp-value adjusted covariation by sex, age and smoking habits

2009 SEQUENCIACIÓN DE TODOS LOS EXONES DRD3

Gasso et al., Eur Neuropsychopharmacol. 2010

Rs 167771 ?

AP

CONCLUSIONES

CYP2D6

POLIMORFISMOS RELACIONADOS

CON RECEPTORES?

POLIMORFISMOS RELACIONADOS CON DOPAMINA

+

POLIMORFISMOS RELACIONADOS CON FARMACO

+

0

1

2

3

4

5

6

7

8

OR

Rie

sgo

Schi

zDRD2 T

aqIA

DRD2 Taq

IB

DRD2 141

C Ins/D

elDRD3 S

erGly

DAT*9

DAT*10

COMT Val/Met

COMT -278

A/GACE I/D

MAOBA644G

CYP2D6*

3CYP2D

6*4

CYP2D6*

6CYP2D

6 PM

* * **Psychiatric Genet., 2007


Med Clin, 2008 Neuropsychobiol., 2008

<2008

Resultats Risk

Fund Clin Pharmacol., 2009

ACE COMT DAT DRD2 DRD3 MAOA MAOB

rs4459609rs4316rs4343

rs4461142rs4267385

rs737864rs4818

rs4646316rs9332377rs165849rs2518823rs887199rs2239395

rs4975636rs27072

rs11564772rs6347

rs27048rs37022

rs2975292rs2735917rs11564758rs10052016rs460700rs420422rs2550956rs3756450

rs12422191rs2234689rs2734841rs1124491rs2440390rs17115583rs11214606rs17529477rs4245147rs7131056rs11214613rs12364283rs10891556

rs4646996rs3773679rs3773678rs2630349rs167771rs167770

rs11706283rs16822416

rs6280rs324026

rs1800828rs9813633

rs5906957rs3027392

rs6323rs5905859rs3027401

rs12843533rs6609257rs3027415

rs1799836rs3027448rs3027450rs2311013rs6651806rs12851487rs5905512rs1181252rs1183035

htSNPs and haplotypes

2008

A

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

-log(

p)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

-log(

p)

B

htSNPs and haplotypes in Schizophrenia Risk study

Schizophrenia and Related disorder group (DMS-IV)

Schizophrenia group (DMS-IV)

2008

Mas et al., Progress Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 2009

0.05

0.01

0,05

COMT gene ARVCF* gene


2008

*Síndrome Velofacial

2009 SEQUENCIACIÓN DE LOS EXONES DEL HAPLOTIPO AFECTADO

// // //

* * *

Sequenced Exons

IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIXIIIXVI XV XIV

XVIIXVIII

XIXXX

ARVCF

Mas et al., Am J Med Genet B 2010

No funcional (intrónico) asociado enfermedad(rs165849)

Funcional (exónico) asociado enfermedad(rs165815)

Table 3. ARVCF SNPs detected after resequencing and analysis of allele frequencies and association performed in stage (1).

SNPChr

PositionAllelesa Cases

1Controls

1OR 95%

CIP-valueb, c

rs35219372 18338811 C/T 0.049 0.030 1,66 0,9-3,0 0.0951(n.s.)rs5993890 18338829 G/A 0.091 0.062 1,53 0,9-2,3 0.0551 (n.s)

rs165815 18339473 T/C 0.194 0.128 1,63 1,2-2,2 0.0024 (0.007)

OR, odds ratio; CI, 95% Confidence Interval; n.s., not significant aUnderlined allele is the associated allelebp-value adjusted covariation by sex, age and smoking habitc in parenthesis p-value obtained in the permutation analysis

2009


(permutada)

0.01010.043/0.018GTACCAG5

0.88760.039/0.037GCACCAG4

0.09910.091/0.065GCGCTAT3

0.32240.141/0.163GCGTCGT2

0.28550.656/0.686ACGTCGT1

p-valueFrequency Case/ControlHaplotype

* * *

2009

0.19/0.13 0.006 (0.01)


7 marcadors /7 SNPs

rs165849- rs165815

G C

G TA T

(permutada)

COMT gene ARVCF* gene


2008

*Síndrome Velofacial

La farmacogenética y la prescripción racional de fármacos

FARMACOGENÉTICA DEL FÁRMACO

FARMACOGENÉTICA INDIVIDUAL,

DIAGNÓSTICA

Polimorfismos específicos

para el fármaco

MétodosRutina

asistencial <10 SNPs

ESTUDIOS CONFIRMATIVOSGRAN ESCALA> 1000 muestras

Plataformas genotipaje

ESTUDIOSEXPLORATORIOS

Microchips(200 - 500 muestras)

RÉPLICASCONFIRMATIVAS

0

2000

4000

6000

8000

1950 1960 1970 1980 1990 1995 2000 2002 2004 2006

A search of the PubMed database (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) by year from 1950 to 2007 was conducted using the truncated term Pharmacogen* in order to capture both terms; pharmacogenetics and pharmacogenomics.

Chronology of pharmacogenetics research as reflected by the PubMed database.

05

1015

202530

20002001200220032004200520062007

n SN

Ps

0

2

4

n G

enes

n SNPsn Genes

0

250

500

750

1000

20002001200220032004200520062007

n

0

5

10

15

20

n>10

00

n

n>1000

•Plataformas de Genotipado; •microarrays-based assays

* International Haplotype Mapping Project

The search was performed by year from

2000 to 2007 in the Pharamacogenetics and Genomics Journal

Evolution of the sample size used, number of SNPs and genes analyzed in pharmacogenetics and pharmacogenomics studies

•Bancos de DNA y grandes cohortes* Nuevos métodos estadísticos

Evolution of the sample size used in pharmacogenetics studies versus pharmacogenomics studies

0

500

1000

1500

2000

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

N

N Pharmacogenomics

N Pharmacogenetics

Pharmacogenomics studies were defined as risk of disease studies.Pharmacogenetics studies were defined as those which analysed the gene/environment interactions that determine the response to drugs.The search was performed by year from 2000 to 2007 in the Pharmacogenetics and Genomics Journal.

*1/*6 5.42 1.13-18.00 0.0000001 0.003

*4/*4 4.13 1.01-16.00 0.0000004 0.01

CYP2D6 OR CI p p†

*1/*6 8.63 2.51-16.50 0.000005 0.04

*4/*4 7.54 1.23-17.17 0.000001 0.02

CYP2D6 OR CI p p†

AP metabolizados por CYP2D6

Todos AP

International HapMap Consortium, Nature 2005

SNP1C/G

SNP2A/G

SNP3A/T

SNP4A/T

C A A T

C A T T

C A T G

C G A T

Si recombinación fuera independienteexistirían muchas combinaciones (30)

Aquí, habrá combinaciones concretas más prevalentes en población (4)

HAPLOTIPOS

SNP5T/C

SNP1C/G

SNP2A/G

SNP3A/T

SNP4A/T

C A A T

C A T T

C A T G

C G A T

HAPLOTIPOS (ejemplo:4 por gen) 4hpt x 4 SNPs =16 SNPs

SNP más informativo

Tagg-SNP

4 Tagg- SNPs

SNP5T/C

CGATTCAGA

CTATTCAGA

SNP (single nucleotide polymorphism)

genetic polymorphisms

deletion

insertion

duplication

. . .

Gene duplication polymorphism of the gene CYP2D6. Heterozygous

Deletion polymorphism of some ECA gene base pairs.Heterozygous

Whole GSTM1gene deletion polymorphism. Heterozygous

COPY NUMBER VARIATION

CYP2D6 duplication

Deletion of ECA bases

GSTM1totaldeletion

Estudios Exploratorios

Farmacogenética

Limitación número SNPs

Limitación número casos

Estrategias de gen candidato

HomogeneidadFarmacológica

de los pacientes

Evitar exceso de variables genéticas y ambientales

Rotterdam Study

7983 indiv

4097 hipertensos

1642

Inhibidores ACE

2387

β-bloqueantes

2561

Otros

Riesgo infarto miocardio

Inhibidores ACE

42 casos vs 128 controles

β-bloqueantes

65 casos vs 68 controles

Múltiples ajustes: Edad, sexo, otros fármacos, dosis, BMI, colesterol, historial patología cardíaca

Schelleman et al., 2007

Estudio Farmacogenético

de Hipertensión

Angiotensinógeno polimorfismo

M235T

Rotterdam Study

7983 indiv

541 diabéticos

34

Glibencamida

172

Tolbutamida

42

Glimepiride

Dosificación/Eficacia Antidibéticos orales

Becker et al., 2007

Estudio Farmacogenético

de Diabetes

CYP2C9*2

CYP2C9*3

Respondedores vs no respondedores

FIS: 1º EPISODIOS PSICÓTICOS

ReclutamientoMulticéntrico

Tamaño muestral mínimo300 pacientes-13 centros

Centros IP________H Clínico Barcelona M BernardoH Virgen del Camino M CuestaH Marañon E ParelladaU Granada J CervillaH Ramón y Cajal J SaizU Pais Vasco M GutierrezH Benito-Menni S Sarro MaluquerH Santiago Apostol A Gonzalez-PintoH Doce de Octubre G RubioH San Juan de Dios J UsallH Sant Pau I CorripioU Oviedo M BousoñoH Bellvitge J Vallejo

CIBER Salud Mental

Minisecuenciación

INDIVIDUO A

INDIVIDUO B

INDIVIDUO C

INDIVIDUO D

Eficacia Obesidad Alteraciones Metabólicas

EPS Cardio-toxicidad

Receptores D2, D3, HTR2A,

HTR2C, H1, M1, M3, ADR1A, ADR2A

HTR2CH1

M3ADR1AADR2A

D2D3

HERG

Metabolismo NT

MAO, COMT, HNMT,

COLINESTERASA

MAOHNMT

COMTMAO

COLINESTERASA

COMTMAO

Transporte NT

SLC6A4 (5-HTT), SLC6A2

(NET), SLC5A7 (CHT),

SLC6A3 (DAT)

SLC6A4 (5-HTT) SLC6A2 (NET)SLC5A7 (CHT)

SLC6A3 (DAT)

Metabolismo Fármaco

CYP2D6CYP1A2CYP3A4

Transporte Fármaco

MDR1

Otros GLUTAMATO (NMDA-R,AMPA-R, KA-R,

METABOTROPIC-R)

LEPTINALEPTINA R

SREBP ACE ANK2, KCNQ1, SCN5A

Genes Candidatos subproyecto Farmacogenética

DA

Vías dopaminérgicas RSG2 (Regulator G Protein Signaling-2)

Asociaciones positivas;

Greenbaum et al., 2008

Greenbaum et al., 2007

RSG2

Regulador de la transducción de la señal mediada por los receptores dopaminérgicos

DRD3

Asociaciones positivas DRD3;

Eichlammer et al., 2000

Asociaciones negativas DRD3;

Güzey et al., 2007

Gunes et al., 2007

DRD1


Dolzan et al., 2007

POLIMORFISMO DRD3: Ser9Gly

Multivariate analysis

TaqIA/IB1 OR CI P

A1A1 0.9 0.1-7.7 0.9

A1A2 0.7 0.4-1.5 0.4

Allele A1 0.8 0.45-1.5 0.5

-141C Ins/Del OR CI P

DelDel - - -

InsDel 0.9 0.4-2.1 0.8

Allele Del 0.9 0.4-2.1 0.8

Lafuente et al., Psychiatry Research 2008 Ajustado por edad, potencia AP y dosis AP

A2A2 A1A2 A1A1 AlleleA1

62,4

36,1

1,5

19,6

63,8

33,7

2,5

19,3

0

10

20

30

40

50

60

70

%

DRD2 TaqIA

CasesControls

InsIns InsDel DelDel AlleleDel

87,3

12,7

0 6,3

82,5

17,5

0 8,7010

20

30

40

50

60

70

80

90

%

DRD2-141Ins/Del

CasesControls

DA

DRD2

DAT

DRD3

Qué otros condicionantes genéticos?

AP

p OR CI

DAT allele 9*R 0.4 0.7 0.2-1.7DAT allele 10*R 0.4 1.4 0.5-3.7

Lafuente et al., Schizophrenia Research 2007

*9R/*9R*9R/*10R

*10R/*10R*9R

*10R

6,6

50

40

31,6

66,6

9,37

46,87

40,6

29,6

67,1

0

10

20

30

40

50

60

70

%

DAT VNTR

CasesControls

[123I] FP-CIT (DatSCAN®)SPECT

ROIs (regiones circulares de interés)

rS= 100 x mS/mO

Occipital

CaudadoPutamen

FENOTIPO DATDensidad transportador

SPECT: Single photon emission computed tomography

RESULTADOS: RELACIÓN GENOTIPO- SLC6A3 VNTRFENOTIPO [123I] FP-CIT (DatSCAN®)SPECT

(14 pacientes)

[123I] FP-CIT ratio mean

0

1

2

3

4

5

6

DAT VNTR 9/9 DAT VNTR 9/10 DAT VNTR 10/10

n=2 n=6 n=6

Lafuente et al., Schizophrenia Research 2007

[123I] FP-CIT ratio mean

Genes candidatos y polimorfismos genéticos seleccionados

Receptores Dopaminérgicos

DRD2 -141 Ins/Del →Menor Densidad de Receptores

TaqIA → Mayor Densidad de Receptores

TaqIB → Mayor Densidad de Receptores

DRD3 Ser9Gly → Menor Afinidad

Metabolismo de la Dopamina

COMT G158A → Menor Actividad

-278A/G → Transcripción del Gen?

DAT VNTR → Mayor/Menor Densidad

-67A/C → Menor Transcripción del Gen

ACE Ins/Del → Mayores Niveles Plasmáticos ACE

MAOB A644G → Menor Actividad

MAOA T941G → Menor Actividad

Metabolismo del Fármaco

CYP2D6 *3, *4, *5, *6 → Metabolizadores Lentos (PM)

CYP1A2 *1C, *1F → Metabolizadores Lentos

Genotipado masivo vs. Genotipado Clínico

GeneXpert (Cepheid, Sunnyvale, CA)

Liat System (IQuum, Allston, MA)

Genes Candidatos vs. World Genome Association

Métodos estadísticos

Análisis previos

•Equilibrio Hardy Weinberg

•Relación LD entre SNPs

•Missing genotipos

•Outsiders

Test estadísticos (Software R, Unphased, Phase, Haploview)

•SNP-based logistic regresion

•Haplotype- based; likelihood-ratio methods or score-test

Correcciones por multiple testing

•Bonferroni/Sequential Bonferroni

•Permutacions

Bancos de DNA

•Karolinska Institute BioBank;

•UmanGenomics in Sweden;

•Health Sector Database in Iceland;

•UK Biobank in UK;

•Banco Nacional ADN in Spain

Grandes Cohortes

•Rotterdam study; 7982 indiv

•GenHart; 36913 hipertensos

•CABG cohort; 1350 pacientes con bypass

•ACCES; 3916 hipercolesterolémicos


Bancos de DNA y grandes cohortes

Farmacogenética vs. Farmacogenómica

Farmacogenética

Estudios que analizan las interacciones genético-ambientales que determinan la respuesta a los fármacos

Farmacogenómica

El estudio de las bases genéticas y moleculares de las enfermedades para identificar nuevas dianas terapéuticas o marcadores periféricos

Limitaciones Estudios de Farmacogenética

Limitación en el reclutamiento

Rotterdam Study

7983 indiv

Riesgo de arterosclerosis, enfermedad cardiovascular y

alteraciones en la presión sanguinea

Cohorte de 6000 individuos

Van Rijn et al., 2007

Estudio Farmacogenómico

Enfermedad Cardiovascular

Polimorfismos sistema renina-angiotensina


Limitación en el reclutamiento

Rotterdam Study

7983 indiv

Riesgo de Diabetes

Cohorte de 550 individuos

Dehgan et al., 2007

Estudio Farmacogenómico

Diabetes

18 SNPs Proteina C Reactiva (CRP)


Conocimiento de rutas farmacocinéticas y farmacodinámicas

•PharmGKB http://www.pharmgkb.org/

•SZgene http://www.schizophreniaforum.org/res/sczgene/default.asp/

•GeneCanvas http://genecanvas.idf.inserm.fr

•CYP450-fàrmacs http://medicine.iupui.edu/flockhart/table.html

Bases de dades SNPs

•CYP450 http://www.cypalleles.ki.se/

•SNPs http://pupasuite.bioinfo.cipf.es/

Estudios Exploratorios vs. Estudios Confirmativos

Estudios confirmativos

ACCES (Atorvastatin Comparative Cholesterol

Efficacy and Safety Study)

3.916 hipercolesterolémicos con seguimiento de 2 años

Asocaiciones positivas 43 SNPs en 16 genes

candidatos

Estudios exploratorios

1991-2007

>25 estudios de asociación

Eficacia de Atorvastatina

Thompson et al., 2007

Replican asociacón positiva

ApoE2

ABCB1 S893A


S-WARFARINR-WARFARIN

S-OH-WARFARINR-OH-WARFARIN

CYP2C9 CYP2C8

CYP2C18 CYP2C19

CYP2A6

CYP1A2 CYP1A1

CYP3A4 CYP2C8

CYP3A5 CYP2C18

CYP2C19

Vitamin K1-O Vitamin K1-H2

EPHX1 VKORC1

GGCX

HYPOFUNCTIONAL

F2 PROC BGLAP

F7 PROS1 MGP

F9 PROZ

F10 GAS6

FUNCTIONAL

F2 PROC BGLAP

F7 PROS1 MGP

F9 PROZ

F10 GAS6

ABCB1 Elimination via bilis

Vitamin K1

NQO1

Transport

APOE

Transport

ORM1

ORM2

Candidate genes involved in the action and biotransformation of warfarin.


Variables EstimatedContribution(%)

n Reference

Body weight, CYP2C9, VKORC1 54 222Caucasians

Bodin et al.,2005

Age, height, CYP2C9, VKORC1 54 335Caucasians

Sconce et al.,2005

Body weight, interacting drugs, indication for treatment, CYP2C9, VKORC1, GGCX

56 201Caucasians

Wadelius et al.,2007

Age, gender, CYP2C9, VKORC1 60.8 69Chinese

Veenstra et al.,2005

Age, gender, body weight,CYP2C9, VKORC1, GGCX

33.3 93Japanese

Kimura et al.,2007


Minisecuenciación

TaqMan


Multicentre Problem:Patients Samples DNA Bank Genetic Tests

Blood tube

Saliva / orine

Buccal swaps

DNA cards

Easy for patients + +++ +++ ++

Easy for investigators + +++ +++ +++

Biological Safety - - - +++

Sample stability (RT / +4ºC) 1-3 days 1-3 days <7 days years

Transport logistics $$$ $$$ $$ $

Purification cost $$ $$ $$ $

Storage cost $$$ (cold) $$$ (cold) $$$ (cold) $

DNA quality +++ +++ ++ +++

DNA quantity +++ var var ++


Illumina, Sentrix Human 1m, allele-specific primer extension y la tecnología de arrays del bead-array

Plataformas de Genotipado

Affymetrix Genome Wide Human SNP Array 6.0 , alllele-specific oligonucleotide


International Haplotype Mapping Project

INTRODUCTIONANTIPSYCHOTIC DRUGS: METABOLISM

AP DRUG CYP2D6 CYP1A2 CYP3A4

Clorpromazine Takes part Takes part No

Clozapine Takes part Principal Takes part

Haloperidol Principal Takes part Principal

Olanzapine Takes part Principal No

Perfenazine Principal Takes part Takes part

Risperidone Principal No Principal

Tioridazine Principal Principal No

Ziprasidone No No Principal

Zuclopentixol Principal No No

Quetiapine Takes part No Principal

amisulpiride

*1 *3 *4 5 *6

76

2

19

21

77

1

20

0 20

10

20

30

40

50

60

70

80

%

CYP2D6 Alleles

CasesControls

CYP2D6*1 1.00 1.00-1.00 0.76CYP2D6*3 0.00 0.00-0.00 0.07CYP2D6*4 0.55 0.07-4.10 0.61CYP2D6*5 0.88 0.78-10.82 0.13CYP2D6*6 6.78 2.93-32.0 0.004

CYP2D6 OR CI p



CYP2D6 alleles

CORTEX PREFRONTAL

Proyección mesocortical

Proyección mesolímbica

Loops control

gabérgico

Loops control

glutamaérgico

ESTRIADO

Hipofunción dopaminérgica

D1 Síntomas negativos

Hiperfunción dopaminérgicaEstriado

D2 SíntomasPositivos

Revised Dopamine Hypothesis:Cortico-subcortical imbalance

DRD3




Güzey et al., 2007

Gunes et al., 2007


DA

DRD2DRD3 DRD1

DRD2

AP

HIPÓTESIS Y GENES CANDIDATOS

DA

DRD2

Asociaciones positivas

DRD2Sakamoto et al., 2007 (TaqIA, -141CIns/Del)

Güzey et al., 2007 (TaqIA)

Nakazono et al., 2005 (-141CIns/Del)

Asociaciones negativas

DRD2Dolzen et al., 2007

Gunes et al., 2007

Kaiser et al., 2002

Inada et al., 1999

POLIMORFISMOS DRD2 (TaqIA, -141CIns/Del)

DRD3




Güzey et al., 2007

Gunes et al., 2007


Receptores Dopaminérgicos

DRD2 TaqIA → Mayor Densidad de Receptores

TaqIB → Mayor Densidad de Receptores

-141 Ins/Del →Menor Densidad de Receptores

DRD3 Ser9Gly → Menor Afinidad

↓ Riesgo

↑ Riesgo

Resultados

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

OR

EPS

DRD2 TaqIA

DRD2 TaqIB

DRD2 141

C Ins/D

elDRD3 S

erGly

DAT*9DAT*1

0COMT V

al/Met

COMT -278A

/GMAOBA644

GACE I/D

CYP2D6*3

CYP2D6*4

CYP2D6*6

CYP2D6 PM

* * **

RisperidoneHaloperidolClozapineAmisulprideOlanzapineZuclopentixolZiprasidoneQuetiapineRisper ConstaTrifluoperazine

Table 3. AP drugs used among cases and controls.

COMPLEJIDAD ESTUDIOS FARMACOGENETICA

EPS No EPS

Low Dose 149.1 +45 (n=11; 14%) 162.7+48 (n=58; 31%))

Medium Dose 295.7+30 (n=36; 47%) 290.7 +33 (n=69; 37%)

High Dose 564.3+158 (n=29; 38%) 547.1+147 (n=57; 30%)

Total 2 377.0+185 (n=76) 329.8+178 (n=184)

Missing3 5 5

Clorpromacine equivalents calculation

OR CI PMedium 3.1 1.4-6.8 0.004High 2.9 1.3-6.6 0.009

AP potenciaAP-EPS

Casos (n=79) Controles (n=188)

Risperidona 2 47 (60%) 83 (44%)Haloperidol 3 13 (16%) 9 (4%)Clozapina 1 1 (1%) 24 (12%)Amisulpride 2 3 (3%) 1 (0.5%)Olanzapina 1 3 (3%) 32 (16%)Zuclopentixol 2 5 (6%) 1 (0.5%)Ziprasidona 1 4 (5%) 10 (5%)Quetiapina 1 1 (1%) 24 (12%)LAIR 2 1 (1%) 1 (0.5%)Trifluoperazina 3 0 (0%) 1 (0.5%)

Distribución en casos y controles de los distintos AP usados y sus potencias AP-EPS

Potencia-EPS1 BAJA2 MEDIA3 ALTA

C) AP-EPS-Potency_________________________________________________________________________________________

EPS n=79n/N (%)

No EPS n=188 n/N (%)

OR CI p

Low 9/78 (11.5) 90/186 (48.4)

Medium 56/78 (71.7) 86/186 (46.2) 6.4 2.9-13.7 0.000

High 13/78 (16.6) 10/186 (5.3) 13 4.4-37.9 0.000

Homogeneidad otros tratamientos farmacológicos

Homogeneidad hábitos tóxicos

EPS NO EPS

Reclutamiento

391 pacientes

321

No Consentimiento Informado

Grupos étnicos

Trastornos psicóticos

Tratados con AP

268

Tratamiento Anticolinérgicos

Hospitalización <15 dias

188 Controles

80 Casos

243 Esquizofrénicos

42 Trastornos Bipolares

36 Otras psicosis

Servicio Psiquiatría, Hospital Clínico y Provincial de Barcelona

Población control

0

1

2

3

4

5

6

7

8

OR

Rie

sgo

Schi

zDRD2 T

aqIA

DRD2 Taq

IB

DRD2 141

C Ins/D

elDRD3 S

erGly

DAT*9

DAT*10

COMT Val/Met

COMT -278

A/GACE I/D

MAOBA644G

CYP2D6*

3CYP2D

6*4

CYP2D6*

6CYP2D

6 PM

* * * *Psychiatric Genet., 2007


Neuroreport, 2008 Neuropsychobiol, 2008

Limitaciones de los Estudios de Farmacogenética

Reclutamiento

Dificultad en el avance del conocimiento “Farmacogenético”

AP

Metabolismo del fármaco

Asociaciones positivas;CYP2D6

Inada et al., 2003

Brockmöller et al., 2002

Jaanson et al., 2002

Scordo et al., 2000

Asociaciones negativasCYP2D6

Panagiotidis et al., 2007

Plesnicar et al., 2006

Kaikihara et al., 2005

CYP2D6

farmacogenètica i medicació antipsicòtica · 2011. 3. 11. · farmacogenetica efectos...

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